变压器零序差动保护

1.概述

        通常的差动保护用在，接线的三项变压器，当侧单相接地短路时灵敏度不高，故提出零序差动保护方案。单相式超高压大型变压器绕组的短路类型主要是绕组对铁芯(即地)地绝缘损坏，即单相接地短路，相间短路(指箱内故障)可能性极小，因此认真对待变压器绕组地单相短路故障保护，十分必要。

2.原理

2.1 普通变压器的零序差动保护

先看图1(a)所示，变压器，侧电源断开，该侧发生金属性单相接地短路，短路点距中性点的长度占全绕组总长的，电流和如图所示，变压器的电抗为0.10，侧接于无穷大电源。变压器差动保护的电流互感器二次接线为常规方式(即变压器接，互感器二次侧接；变压器接，互感器二次侧接)。

输入变压器差动保护的电流是，当短路点靠近中性点时，即，电流，注意到中只有正、负序分量，不包含零序分量，所以总是小于，使通常的差动保护灵敏度不高且有动作死区。

再看图1(b)的两侧电源，变压器，单相接地短路将绕组分为两部分(和)，各自流过电流和，如果有>，则的正向将如图所示，这时和将呈现穿越特性，通常的差动保护灵敏度低，或者根本不动作。

对于上述单相短路灵敏度低的问题，如果在侧三相电流互感器二次侧接成零序滤过器方式，再与中性点互感器二次组成差动接线，就构成了变压器的接地零序差动保护。这种零序差动保护，无论图1(a)或(b)，都能反应全部短路电流(=和)，灵敏度大大提高。

2.2 自耦变压器的零序差动保护

按照相间短路差动保护互感器二次侧接线惯例，自耦变压器高中压侧电流互感器二次必为接线，差动继电器中不流过零序电流，所以这种差动保护对接地短路的灵敏度低，而对中高压侧中性点均直接接地的自耦变压器，单相接地是其主要故障形式之一，加装零序差动保护将提高自耦变压器内部接地短路的灵敏度。

3. 零序差动保护的整定计算

(1)按避越外部单相接地故障时的不平衡电流整定：

＝(+)

式中   －零序差动保护动作电流一次值；

                 －可靠系数；一般取＝1.3，如不用速饱和变流器，则＝2.0；

           －由于电流互感器变比不一致、自耦变压器变比或平衡线圈匝数不合适引  

           起的相对误差，初选可取为0.05；

                 －外部最大三相短路电流。

(2)按避越外部三相短路时的不平衡电流整定：

              ＝

 式中－可靠系数，取1.3~1.5；

          －非周期分量系数，取1.5~2.0，当有速饱和变流器时取为1.0；

          －同型系数，互感器同型号时取为0.5 ，不同型号时取为1.0；

         －外部最大三相短路电流。

(3) 按避越励磁涌流产生的零序不平衡电流整定。